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风力发电作为一种清洁可再生能源,在过去几十年中取得了快速的发展,目前中国风电装机容量居世界第一。虽然风机运行过程中不会造成污染或温室气体的直接排放,但会通过改变风力发电场区域的地表状况,对大气运动和湍流产生扰动和影响,进而影响当地空气质量预报。本研究利用WRF-Chem天气预报和大气化学数值模式,耦合风能发电场地表粗糙度参数化方案和风机曳力参数化方案,通过一系列敏感性实验,探讨了中国北方大型风力发电场对气象要素和PM2.5污染的扰动及影响。本文主要研究结论如下:（1）大型风力发电场会造成风电场内部及其临近区域轮毂高度处风速的衰减,且冬季（1月）的衰减程度明显强于夏季（7月）。风轮机产生的湍动动能增加了空气的垂直混合,造成冬季风电场内部和下游地区在风轮机轮毂高度处（约100 m）以及近地面空气温度的升高,且轮毂高度升温强度略高于地面。在夏季,风轮机也会导致风电场临近区域地面和轮毂高度处的温度发生变化,变化幅度小于一月。风轮机在叶片转动区域产生大量的湍动动能,增加低层大气中的湍流混合,形成了湍流逆温效应,使地面和轮毂高度空气温度发生变化。（2）风电场下游地区的PM2.5浓度呈现上升趋势,受风能场及其产生的气象场扰动影响,在风电场内及其临近区域,地面PM2.5浓度都出现了较为明显的变化。冬季,模拟区域盛行西北风,在风电场内和上游区域PM2.5浓度降低,而在风电场下游区域,PM2.5浓度升高。夏季,模拟区域为偏南风但主导风向较弱,风电场内PM2.5无明显变化,在风电场临近区域及几百公里外的地区,PM2.5扰动仍然明显。风电场所引起PM2.5污染的变化主要受风能场边界层动力学和热力学因素的影响:水平风速和湍动动能的扰动影响PM2.5的水平和垂直输送,不同高度温度的变化有利于逆温形势的形成或减弱,二者共同影响了局地PM2.5的传输和扩散。（3）在大型风能场附近和几百公里距离以外的区域和城市,模拟的PM2.5小时浓度受风能场驱动,产生较明显的浓度扰动,和无风能场情景模拟的PM2.5浓度相比,风能场产生的最大浓度扰动高达150%—400%,这一扰动在冬季尤其明显,可能对空气质量预报带来不确定性,因此应在空气质量业务预报中加以考虑。